• 제목/요약/키워드: dry etch

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광도파로 제작을 위한 단결정 LiNbO3 건식 식각 특성 (Dry Etching Characteristics of LiNbO3 Single Crystal for Optical Waveguide Fabrication)

  • 박우정;양우석;이한영;윤대호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.232-236
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    • 2005
  • $LiNbO_{3}$ optical waveguide 구조를 neutral loop discharge plasma 방법으로 식각시 As과 $C\_{3}F_{8}$가 혼합된 가스 유량에 따른 식각속도와 표면조도 값의 특성을 관찰하였다. 식각 후 식각속도와 식각단면은 scanning electron microscopy로 비교 분석하였으며, 표면조도는 atomic force microscopy로 측정하였다. Ar과 $C_{3}F_{8}$가 혼합된 가스 유량비를 각각 0.1-0.5로 증가시킴에 따라 식각속도와 표면조도는 0.2에서 가장 높게 나타났으며, bias power를 증가함에 따라 300W에서 가장 우수한 식각속도와 가장 평탄한 표면 형상을 얻을 수 있었다.

축전 결합형 $O_2$ 플라즈마를 이용한 아크릴과 폴리카보네이트의 식각 공정 비교

  • 박주홍;이성현;노호섭;최경훈;조관식;이제원
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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    • pp.39.1-39.1
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    • 2009
  • 본 실험은 연성과 광 투명도가 뛰어난 아크릴 (PMMA) 과 폴리카보네이트 (Polycabonate) 기판의 축전 결합형 플라즈마 (CCP) 건식 식각 연구에 관한 것이다. 특히 식각 반응기 내부의 압력 변화에 따른 두 기판의 건식 식각 특성 분석에 초점을 맞추었다. 실험에 사용된 기판은 두께 1mm의 아크릴 (PMMA) 과 폴리카보네이트 (Polycabonate)를 $1.5\times1.5\;cm^2$로 절단하여 Photo-lithography 공정을 통하여 감광제 (Photo-resist)로 패턴하였다. 식각 반응기 내부에 패턴 된 아크릴(PMMA) 과 폴리카보네이트 (Polycabonate)를 넣은 후 반응기 내부 진공 상태로 만들었다. 그 후 5 sccm $O_2$ 가스를 유량조절기 (Mass flow controller)를 통하여 식각 반응기 내부로 유입하여 실험을 하였다. 이때 식각 공정 변수는 식각 반응기 내부 압력과 샘플 척 파워이다. 특성평가 항목은 식각 후 기판 (Substrate)의 식각율 (Etch rate), 식각 선택비 (Selectivity) 그리고 기판 표면 거칠기 (RMS roughness)이다. 실험 결과는 표면 단차 분석기(Surface profiler)를 이용하여 기판 (Substrate)의 표면을 분석 하였다. 또한 OES (Optical Emission Spectroscopy) 를 이용하여 식각 중 내부 플라즈마의 상태를 분석하였다. 본 실험 결과에 따르면 5 sccm $O_2$ 가스와 100 W 척 파워를 고정한 후 반응기 내부의 압력을 25 mTorr에서 180 mTorr까지 변화시켜 실험한 결과 40 mTorr의 반응기 내부 압력에서 실험 자료 중 가장 높은 식각율로 아크릴 (PMMA)은 $0.46\;{\mu}m/min$, 폴리카보네이트 (Polycabonate)는 $0.28\;{\mu}m/min$의 결과를 얻었다. 또한 이 자료를 바탕으로 5 sccm $O_2$ 가스와 반응기 내부 압력을 40 mTorr로 고정시키고 RIE 척 파워를 25 W에서 150 W로 증가시켰을 때 아크릴 (PMMA)의 식각율은 $0.15\;{\mu}m/min$에서 $0.72\;{\mu}m/min$까지 증가하였고, 폴리카보네이트 (Polycabonate) 의 식각율은 $0.1\;{\mu}m/min$에서 $0.36\;{\mu}m/min$까지 증가하였다.

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Helicon Wave Plasma에 의해 식각된 단결정 LiNbO3의 표면 형상 및 특성 (Surface Morphology and Characteristics of LiNbO3 Single Crystal by Helicon Wave Plasma Etching)

  • 박우정;양우석;이한영;윤대호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권9호
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    • pp.886-890
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    • 2003
  • 단결정 LiNbO$_3$를 helicon wave plasma 방법으로 식각시 bias power와 CF$_4$, HBr, SR$_{6}$가 혼합된 gas 유량에 따른 식각 속도와 rms roughness 값의 특성을 관찰하였다. 식각된 깊이는 surface profiler로 관찰하였으며 rms roughness 값은 Atomic Force Microscopy (AFM)으로 측정하였다. Bias power 증가함에 따라 500W에서 가장 높은 식각 속도와 가장 평탄한 표면형상을 얻을 수 있었으며, CF$_4$, HBr, SF$_{6}$ gas 유량을 각각 10~30 sccm으로 증가시킴에 따라 식각 속도는 CF$_4$, HBr, SF$_{6}$ gas 유량이 10 sccm, 30 sccm, 10 sccm에서 가장 높게 나타났으며, rms roughness 값은 CF$_4$, HBr, SF$_{6}$ gas 유량이 30 sccm, 10 sccm, 30 sccm에서 가장 낮은 표면 조도를 나타내었다.

Dry Etching of ITO Thin Films by the Addition of Gases in Cl2/BCl3 Inductivity Coupled Plasma

  • Joo, Young-Hee;Woo, Jong-Chang;Choi, Kyung-Rok;Kim, Han-Soo;Wi, Jae-Hyung;Kim, Chang-Il
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제13권3호
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    • pp.157-161
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    • 2012
  • In this study, we investigated the etching characteristics of ITO thin films and the effects of inert gases added to $Cl_2/BCl_3$ inductivity coupled plasma. The maximum etch rate of ITO thin film was 130.0 nm/min upon the addition of Ar (6 sccm) to the $Cl_2/BCl_3$ (4:16 sccm) plasma, which was higher than that with He or $N_2$ added to the plasma. The ion bombardment by $Ar^+$ sputtering was due to the relatively low volatility of the by-products formed in the $Cl_2/BCl_3$ (4:16 sccm) plasma. The surface of the etched ITO thin film was characterized by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and atomic force microscopy (AFM). From the XPS results, it is concluded that the proper addition of Ar and He to the $Cl_2/BCl_3$ plasma removes carbon and by-products from the surface of the etched ITO thin film.

스핀코팅 하드마스크용 유-무기 하이브리드 소재에 관한 연구 (Organic-inorganic Hybrid Materials for Spin Coating Hardmask)

  • 유제정;황석호;김상범
    • 공업화학
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    • 제22권2호
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    • pp.230-234
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    • 2011
  • 반도체산업은 고집적화된 회로를 요구하면서 미세 패턴을 형성하기 위해 계속해서 발전해가고 있다. 이에 반도체 산업에서 미세 패턴을 형성하기 위하여 하드마스크를 도입하여 사용되고 있다. 일반적으로 하드마스크는 화학증기증착법(CVD) 공정을 이용하여 다층구조로 제작된다. 이에 본 연구에서는 스핀공정이 가능하고 단층의 하드마스크용 조성물을 제조하기 위하여 유-무기 하이브리드 중합체를 이용하여 그 특성에 대하여 연구하였다. Silanol로 처리된 siloxane 화합물과 acetonide 그룹을 가지는 propionic acid를 에스터화 반응을 통하여 얻은 유-무기 하이브리드 중합체에 가교제 및 첨가제들의 첨가로 광학적, 열적, 그리고 표면 특성이 조절된 하드마스크 막을 제조하였다. 또한 하드마스크 막과 감광층의 식각비를 비교하여 유-무기 소재의 하이브리드 중합체에 대해 미세패턴을 형성시킬 수 있는 하드마스크 막으로써의 유용성을 확인하였다.

Fabrication of Large Area Transmission Electro-Absorption Modulator with High Uniformity Backside Etching

  • Lee, Soo Kyung;Na, Byung Hoon;Choi, Hee Ju;Ju, Gun Wu;Jeon, Jin Myeong;Cho, Yong Chul;Park, Yong Hwa;Park, Chang Young;Lee, Yong Tak
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.220-220
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    • 2013
  • Surface-normal transmission electro-absorption modulator (EAM) are attractive for high-definition (HD) three-dimensional (3D) imaging application due to its features such as small system volume and simple epitaxial structure [1,2]. However, EAM in order to be used for HD 3D imaging system requires uniform modulation performance over large area. To achieve highly uniform modulation performance of EAM at the operating wavelength of 850 nm, it is extremely important to remove the GaAs substrate over large area since GaAs material has high absorption coefficient below 870 nm which corresponds to band-edge energy of GaAs (1.424 eV). In this study, we propose and experimentally demonstrate a transmission EAM in which highly selective backside etching methods which include lapping, dry etching and wet etching is carried out to remove the GaAs substrate for achieving highly uniform modulation performance. First, lapping process on GaAs substrate was carried out for different lapping speeds (5 rpm, 7 rpm, 10 rpm) and the thickness was measured over different areas of surface. For a lapping speed of 5 rpm, a highly uniform surface over a large area ($2{\times}1\;mm^2$) was obtained. Second, optimization of inductive coupled plasma-reactive ion etching (ICP-RIE) was carried out to achieve anisotropy and high etch rate. The dry etching carried out using a gas mixture of SiCl4 and Ar, each having a flow rate of 10 sccm and 40 sccm, respectively with an RF power of 50 W, ICP power of 400 W and chamber pressure of 2 mTorr was the optimum etching condition. Last, the rest of GaAs substrate was successfully removed by highly selective backside wet etching with pH adjusted solution of citric acid and hydrogen peroxide. Citric acid/hydrogen peroxide etching solution having a volume ratio of 5:1 was the best etching condition which provides not only high selectivity of 235:1 between GaAs and AlAs but also good etching profile [3]. The fabricated transmission EAM array have an amplitude modulation of more than 50% at the bias voltage of -9 V and maintains high uniformity of >90% over large area ($2{\times}1\;mm^2$). These results show that the fabricated transmission EAM with substrate removed is an excellent candidate to be used as an optical shutter for HD 3D imaging application.

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New Ruthenium Complexes for Semiconductor Device Using Atomic Layer Deposition

  • Jung, Eun Ae;Han, Jeong Hwan;Park, Bo Keun;Jeon, Dong Ju;Kim, Chang Gyoun;Chung, Taek-Mo
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.363-363
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    • 2014
  • Ruthenium (Ru) has attractive material properties due to its promising characteristics such as a low resistivity ($7.1{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$ in the bulk), a high work function of 4.7 eV, and feasibility for the dry etch process. These properties make Ru films appropriate for various applications in the state-of-art semiconductor device technologies. Thus, it has been widely investigated as an electrode for capacitor in the dynamic random access memory (DRAM), a metal gate for metal-oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), and a seed layer for Cu metallization. Due to the continuous shrinkage of microelectronic devices, better deposition processes for Ru thin films are critically required with excellent step coverages in high aspect ratio (AR) structures. In these respects, atomic layer deposition (ALD) is a viable solution for preparing Ru thin films because it enables atomic-scale control of the film thickness with excellent conformality. A recent investigation reported that the nucleation of ALD-Ru film was enhanced considerably by using a zero-valent metallorganic precursor, compared to the utilization of precursors with higher metal valences. In this study, we will present our research results on the synthesis and characterization of novel ruthenium complexes. The ruthenium compounds were easy synthesized by the reaction of ruthenium halide with appropriate organic ligands in protic solvent, and characterized by NMR, elemental analysis and thermogravimetric analysis. The molecular structures of the complexes were studied by single crystal diffraction. ALD of Ru film was demonstrated using the new Ru metallorganic precursor and O2 as the Ru source and reactant, respectively, at the deposition temperatures of $300-350^{\circ}C$. Self-limited reaction behavior was observed as increasing Ru precursor and O2 pulse time, suggesting that newly developed Ru precursor is applicable for ALD process. Detailed discussions on the chemical and structural properties of Ru thin films as well as its growth behavior using new Ru precursor will be also presented.

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THE EFFECTS OF SURFACE CONTAMINATION ON THE SHEAR BOND STRENGTH OF COMPOMER

  • Heo, Jeong-Moo;Lee, Su-Jong;Im, Mi-Kyung
    • 대한치과보존학회:학술대회논문집
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    • 대한치과보존학회 2001년도 추계학술대회(제116회) 및 13회 Workshop 제3회 한ㆍ일 치과보존학회 공동학술대회 초록집
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    • pp.577-577
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    • 2001
  • The lastest concepts in bonding are "total etch", in which both enamel and dentin are etched with an acid to remove the smear layers, and "wet dentin" in which the dentin is not blown dry but left moist before application of the bonding primer. Ideally, the application of a bonding agent to tooth structure should be insensitive to minor contamination from oral fluids. Clinically contaminations such as saliva, gingival fluid, blood and handpiece lubricant are often encountered by dentists during preparation of a restoration. The aim of this study was to evaluate the effect of contamination by hem-ostatic agents on shear bond strength of compomer restorations. One hundred and ten extracted human maxillary and mandibular molar teeth were collected. The teeth were cleaned from soft tissue remnant and debris and stored in physiologic solution until they were used. Small flat area on dentin of the buccal surface were wet ground serially with 400, 800 and 1200 abrasive paper on automatic polishing machine. The teeth were randomly divided into 11 groups. Each group was conditioned as follows: Group 1 : Dentin surface was not etched and not contaminated by hemostatic agents. Group2 : Dentin surface was not etched but was contaminated by Astringedent (Ultradent product Inc., Utah, U.S.A.). Group3 : Dentin surface was not etched but was contaminated by Bosmin (Jeil Phann, Korea.). Group4 : Dentin surface was not etched but was contaminated by Epri-dent (Epr Industries, NJ, U.S.A.). Group5: Dentin surface was etched and not contaminated by hemostatic agents. Group 6 : Dentin surface was etched and contaminated by Astringedent. Group7 : Dentin surface was etched and contaminated by Bosmin. Group8 : Dentin surface was etched and contaminated by Epri-dent. Group9 : Dentin surface was contaminated by Astringedent. The contaminated surface was rinsed by water and dried by compressed air. Group10 : Dentin surface was contaminated by Bosmin. The contaminated surface was rinsed by water aud dried by compresfed air. Group 11 : Dentin surface was contaminated by Epri-dent. The contaminated surface was rinsed by water and dried by compresfed air. After surface conditioning, F2000 was applicated on the conditoned dentin surface. The teeth were thermocycled in distilled water at $5^{\circ}C\;and\;55^{\circ}C$ for 1000 cycles. The samples were placed on the binder with the bonded compomer-dentin interface parallel to the lmife-edge shearing rod of the Universal testing machine(Zwick 020, Germany) running at a cross head speed of 1.0mmimin. There were no significant differences in shear bond strength between groups 1 and group 3 and 4, but group 2 showed significant decrease in shear bond strength compared with group 1. There were no significant differences in shear bond strength between group 5 and group 7 and 8, but group 6 showed significant decrease in shear bond strength compared with group 5. There were no significant differences in shear bond strength between group 5 and group 9, 10 and 11.

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초임계 이산화탄소를 이용한 미세전자기계시스템의 식각, 세정, 건조 연속 공정 (Continuous Process for the Etching, Rinsing and Drying of MEMS Using Supercritical Carbon Dioxide)

  • 민선기;한갑수;유성식
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제53권5호
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    • pp.557-564
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    • 2015
  • 기존의 초임계 이산화탄소를 이용하여 식각 및 건조하는 공정은 고압 건조기 외부에서 용매를 이용하여 웨이퍼를 식각한 후 고압 건조기로 이동시켜 초임계 이산화탄소를 이용하여 세정 및 건조 하는 2단계 공정으로 구성되어 있다. 이 공정을 이용하여 본 연구에서 실험을 수행한 결과 점착 없이 식각, 세정 및 건조가 가능함은 확인되었지만, 반복 실험 결과 재현성이 떨어지는 것을 확인하였다. 이것은 외부에서 식각한 후 건조기로 이동할 때 식각용 용매가 기화하여 구조물이 점착되는 문제가 발생하기 때문이었다. 본 연구에서는 이 문제를 개선하기 위하여 웨이퍼를 이동시키지 않고, 고압 건조기 내에서 초임계 이산화탄소를 이용하여 미세전자기계시스템 웨이퍼의 식각, 세정 및 건조공정을 연속적으로 수행하고자 하였다. 또한, 연속공정 수행 시 식각 공정에서 사용하는 이산화탄소의 상태(기체, 액체, 초임계상태)에 따른 영향을 알아보고자 하였다. 기체 이산화탄소를 이용하여 식각하는 경우(3 MPa, $25^{\circ}C$)에는 점착 없는 식각, 세정 및 건조를 할 수 있었고 반복 실험을 통하여 공정의 최적화 및 재현성을 확인하였다. 또한 기존의 2단계로 이루어진 공정에 비해 세정용 용매의 양을 절감 할 수 있었다. 액체 이산화탄소를 이용하여 식각하는 경우(3 MPa, $5^{\circ}C$) 액체 이산화탄소와 식각용 공 용매(아세톤)간의 층 분리가 일어나 완전한 식각이 이루어지지 않았다. 초임계 이산화탄소를 이용하여 식각 하는 경우(7.5 MPa, $40^{\circ}C$) 점착 없는 식각, 세정 및 건조를 할 수 있었고 기존 2단계 공정에 비해 세정용 용매의 절감 뿐 아니라 기체 이산화탄소를 이용한 연속공정에 비하여 공정시간도 단축시킬 수 있었다.

선택성장영역 크기에 따른 InGaN/GaN 다중양자우물 청색 MOCVD-발광다이오드 소자의 특성 (The characteristic of InGaN/GaN MQW LED by different diameter in selective area growth method)

  • 배선민;전헌수;이강석;정세교;윤위일;김경화;양민;이삼녕;안형수;김석환;유영문;하홍주
    • 한국결정성장학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.5-10
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    • 2012
  • 일반적으로 mesa 구조의 발광다이오드 제작은 MOCVD법으로 수행되고 있다. 특히 개개의 발광다이오드 칩을 식각하고 분리하기 위해서 발광다이오드는 반응성이온식각(RIE)공정과 절단(scribing) 공정을 거치게 된다. 플라즈마를 이용한 건식식각공정인 RIE 공정은 결함, 전위, 표면의 댕글링 본드 형성과 같은 몇 가지 문제점을 유발하고, 이러한 이유로 인해 소자 특성을 저하시킨다. 선택영역성장법은 사파이어 기판 위에 고품질의 GaN 에피층을 성장시키는 방법으로써 주목받고 있다. 본 논문에서는 고품질의 막을 제작하고 공정을 간소화하기 위해서 선택영역성장법을 도입하였고, 기존의 발광다이오드 특성에 영향을 주지 않는 선택영역의 크기를 규정하고자 한다. 실험에 사용된 원형의 선택성장영역의 직경크기는 2500, 1000, 350, 200 ${\mu}m$이고, 선택성장 된 발광다이오드의 소자 특성을 얻고자 SEM, EL, I-V 측정을 시행하였다. 주된 발광파장의 위치는 직경크기 2500, 1000, 350, 200 ${\mu}m$에서 각각 485, 480, 450, 445 nm로 측정되었다. 직경 350, 200 ${\mu}m$에서는 불규칙한 표면과 기존 발광다이오드보다 높은 저항 값을 얻을 수 있었지만, 직경 2500, 1000 ${\mu}m$에서는 평탄한 표면과 앞서 말한 350, 200 ${\mu}m$의 특성보다 우수한 전류-전압 특성을 얻을 수 있었다. 이러한 결과들로 기존 발광다이오드의 특성에 영향을 주지 않는 적당한 선택성장 직경크기는 1000 ${\mu}m$ 이상임을 확인하였다.